JP7195295B2

JP7195295B2 - コンクリートの強度発現制御方法およびこれを用いたコンクリートの製造方法

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Publication number: JP7195295B2
Application number: JP2020152902A
Authority: JP
Inventors: 剣一水野; 修谷口; 徹正木
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2022-12-23
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Also published as: JP2022047154A

Description

本発明は、コンクリートの強度発現制御方法およびこれを用いたコンクリートの製造方法に関する。

コンクリート製造のためのスリップフォーム工法として、成型機に取り付けられた型枠内にコンクリートを投入し所定の同一断面形状に締固めて成型しながら成形機をスライド移動させることで、同一断面形状を有するコンクリート構造物を連続的に構築し製造する工法が公知である。非特許文献１は、積算温度方式による若材齢強度の推定法を開示する。

特許文献１は、型枠を用いて打設した覆工コンクリートの脱型時期を判定するために、覆工コンクリートの型枠内の任意の箇所のコンクリート温度を任意の時間毎に測定し、該測定温度から積算温度を算出し、該積算温度が任意の数値に達することで所望の圧縮強度に到達したと推定して脱型時期であると判定する覆工コンクリート脱型時期判定方法を開示する。

特許文献２は、貫入棒を打設されたコンクリートに貫入させて貫入抵抗を測定し、この貫入抵抗は、コンクリートが硬化するにつれて増加し、コンクリートが自重分を支えるのに十分な強度に達した硬度状態になったときに、ほぼ一定値に近づき、コンクリートの貫入抵抗の測定によりコンクリートの強度状態を知るようにしたコンクリートの強度状態測定装置を開示する。

特開2012-26734号公報特開昭60-159631号公報

蓮尾孝一・西本好克・松田拓・河上浩司「積算温度方式による若材齢強度の推定法－主に普通ポルトランドセメントを用いたコンクリートの検討－」三井住友建設技術研究所報告第２号 145～150頁（2004年）

コンクリートの型枠をスライドするスリップフォーム工法では、コンクリートを打設後数時間で脱型しなければならないが、打設されたコンクリートは脱型時に自重を保持できる程度の圧縮強度(高さによるが0.1N/mm²程度)になっていることが必要である。また、型枠はスライド移動し、油圧ジャッキで定速移動を絶えず行う場合があるため、若材齢コンクリートの圧縮強度発現時間をある程度一定にしなければならない。しかし、コンクリートの若材齢圧縮強度発現は、気温等に大きく影響され、強度発現時間を一定にするには気温を制御する必要があるが、気温の制御は一般に困難である。このため、他の方法・手段によりコンクリートの強度発現時間をほぼ一定に制御することが求められている。

また、若材齢圧縮強度を確認する場合、コンクリートの１軸圧縮試験を実施しなければならないが、試験装置が大きいために現地で簡易に確認ができない。また、試験時間ごとに供試体が必要となる。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、打設されるコンクリートの圧縮強度発現を簡易に制御可能なコンクリートの強度発現制御方法およびこれを用いたコンクリートの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためのコンクリートの強度発現制御方法は、打設するコンクリートの圧縮強度の発現を制御する方法であって、
打設されるコンクリートの圧縮強度と積算温度との第１の関係を予め求め、
前記積算温度と時間との複数の第２の関係を複数の異なる気温毎に予め求め、
前記打設されるコンクリートについて硬化促進剤の添加量と促進時間との複数の第３の関係および硬化遅延剤の添加量と遅延時間との複数の第４の関係をそれぞれ複数の異なる気温毎に予め求め、
前記打設されるコンクリートについて目標時間ＴＤおよび目標強度ＳＴを設定するステップと、
コンクリート打設の環境の気温予報値を取得するステップと、
前記第１の関係に基づいて前記打設されるコンクリートについて前記目標強度ＳＴに達する目標積算温度Ｍａを求めるステップと、
前記気温予報値から求めたコンクリート打設の環境の気温に基づいて前記複数の第２の関係から選択された前記第２の関係に基づいて前記打設されるコンクリートについて前記目標強度ＳＴに達する時間Ｔを前記目標積算温度Ｍａから算定するステップと、
前記算定された前記目標強度ＳＴに達する時間Ｔと前記目標時間ＴＤとを比較し、Ｔ＞ＴＤのとき前記硬化促進剤の添加を選定し、Ｔ＜ＴＤのとき前記硬化遅延剤の添加を選定するステップと、
前記目標強度ＳＴに達する時間Ｔと前記目標時間ＴＤとの時間差に対応する促進時間または遅延時間に対し、前記環境の気温に基づいて前記複数の第３の関係または前記複数の第４の関係から選択された前記第３の関係または前記第４の関係に基づいて前記硬化促進剤または前記硬化遅延剤の添加量を算定するステップと、
前記算定された添加量の前記硬化促進剤または前記硬化遅延剤を計量して前記打設されるコンクリートと混合するステップと、を含む。

このコンクリートの強度発現制御方法によれば、目標強度ＳＴに達する時間Ｔを目標積算温度Ｍａから算定し、この目標強度ＳＴに達する時間Ｔと目標時間ＴＤとの比較から混和剤（硬化促進剤または硬化遅延剤）の添加を選定し、目標強度ＳＴに達する時間Ｔと目標時間ＴＤとの時間差に基づいて混和剤の添加量を算定し、その添加量だけ混和剤を添加することで、打設されるコンクリートが目標強度に達する時間Ｔを簡易に制御することができる。

上記コンクリートの強度発現制御方法において打設された前記コンクリートから得た供試体についてプロクター貫入試験を所定時間毎に行い、前記打設されたコンクリートの圧縮強度を前記プロクター貫入試験の貫入抵抗値から算定し、前記算定された圧縮強度が前記目標強度に達していることを判定することが好ましい。簡易なプロクター貫入抵抗試験により圧縮強度を判定し確認できるので、１軸圧縮試験が不要で、コンクリート打設の現地で簡易に確認できる。

また、前記硬化促進剤または前記硬化遅延剤の添加の選定およびその添加量によって前記打設されるコンクリートの若材齢圧縮強度の発現を制御することができる。

また、前記環境の温度が前記複数の異なる気温の中間温度の場合、前記複数の第２の関係の内挿による補間により、その中間温度において前記目標強度ＳＴに達する時間Ｔを算定し、前記複数の第３の関係または前記複数の第４の関係の内挿による補間により、その中間温度において前記硬化促進剤または前記硬化遅延剤の添加量を算定することが好ましい。
また、前記目標時間ＴＤまでの積算温度Ｍｂを前記気温予報値から求め、前記目標積算温度Ｍａと前記積算温度Ｍｂとの差（Ｍａ－Ｍｂ）をＭｄ（℃）、前記目標時間ＴＤ内における前記気温予報値の平均温度をＴｍ（℃）としたときのＭｄ／Ｔｍの絶対値が１未満の場合、前記硬化促進剤の添加も前記硬化遅延剤の添加も選定せず、Ｍｄ／Ｔｍが１以上の場合、前記硬化遅延剤の添加を選定し、Ｍｄ／Ｔｍが－１以下の場合、前記硬化促進剤の添加を選定することが好ましい。

上記目的を達成するためのコンクリートの強度発現制御システムは、打設するコンクリートの圧縮強度の発現を制御するシステムであって、
打設されるコンクリートの圧縮強度と積算温度との第１の関係を記憶する手段と、前記積算温度と時間との複数の第２の関係を複数の異なる気温毎に記憶する手段と、前記打設されるコンクリートについて硬化促進剤の添加量と促進時間との複数の第３の関係および硬化遅延剤の添加量と遅延時間との複数の第４の関係をそれぞれ複数の異なる気温毎に記憶する手段と、コンクリート打設の環境の気温予報値を取得する手段と、前記第１の関係に基づいて前記打設されるコンクリートについての目標強度ＳＴに達する目標積算温度Ｍａを求める手段と、前記気温予報値から求められた前記環境の気温に基づいて前記複数の第２の関係から選択された前記第２の関係に基づいて前記打設されるコンクリートについて前記目標強度ＳＴに達する時間を前記目標積算温度Ｍａから算定する手段と、前記算定された前記目標強度ＳＴに達する時間Ｔと前記打設されるコンクリートについての目標時間ＴＤとを比較し、Ｔ＞ＴＤのとき前記硬化促進剤の添加を選定し、Ｔ＜ＴＤのとき前記硬化遅延剤の添加を選定する手段と、前記目標強度ＳＴに達する時間と前記目標時間ＴＤとの時間差に対応する促進時間または遅延時間に対し、前記環境の気温に基づいて前記複数の第３の関係または前記複数の第４の関係から選択された前記第３の関係または前記第４の関係に基づいて前記硬化促進剤または前記硬化遅延剤の添加量を算定する手段と、前記算定された添加量の前記硬化促進剤または前記硬化遅延剤を計量する手段と、を備え、
前記計量された前記硬化促進剤または前記硬化遅延剤を前記打設されるコンクリートと混合するようにしたものである。

このコンクリートの強度発現制御システムによれば、目標強度に達する時間Ｔを目標積算温度Ｍａから算定し、この目標強度に達する時間Ｔと目標時間ＴＤとの比較から混和剤（硬化促進剤または硬化遅延剤）の添加を選定し、目標強度に達する時間Ｔと目標時間ＴＤとの時間差に基づいて混和剤の添加量を算定するという演算を自動的に行い、この算定された添加量の混和剤を自動的に計量し生コン車に投入することができるので、打設されるコンクリートが目標強度に達する時間Ｔを簡易かつ自動的に制御することができる。

上記コンクリートの強度発現制御システムにおいて打設された前記コンクリートから得た供試体についてプロクター貫入試験が所定時間毎に行われ、前記打設されたコンクリートの圧縮強度を前記プロクター貫入試験の貫入抵抗値から算定する手段と、前記算定された圧縮強度が前記目標強度に達していることを判定する手段と、を備えることが好ましい。

また、前記環境の温度が前記複数の異なる気温の中間温度の場合、前記複数の第２の関係の内挿による補間により、その中間温度において前記目標強度ＳＴに達する時間Ｔを算定する手段と、前記複数の第３の関係または前記複数の第４の関係の内挿による補間により、その中間温度において前記硬化促進剤または前記硬化遅延剤の添加量を算定する手段と、を備えることが好ましい。
また、前記目標時間ＴＤまでの積算温度Ｍｂを前記気温予報値から求める手段を備え、前記選定する手段は、前記目標積算温度Ｍａと前記積算温度Ｍｂとの差（Ｍａ－Ｍｂ）をＭｄ（℃）、前記目標時間ＴＤ内における前記気温予報値の平均温度をＴｍ（℃）としたときのＭｄ／Ｔｍの絶対値が１未満の場合、前記硬化促進剤の添加も前記硬化遅延剤の添加も選定せず、Ｍｄ／Ｔｍが１以上の場合、前記硬化遅延剤の添加を選定し、Ｍｄ／Ｔｍが－１以下の場合、前記硬化促進剤の添加を選定することが好ましい。

上記目的を達成するためのコンクリートの製造方法は、上述のコンクリートの強度発現制御方法、または、上述のコンクリートの強度発現制御システムを用いてコンクリートを製造するものである。

このコンクリートの製造方法によれば、打設されるコンクリートが目標強度に到達する時間を制御しながら効率よくコンクリートを製造することができる。

本発明のコンクリートの強度発現制御方法およびこれを用いたコンクリートの製造方法によれば、打設されるコンクリートの圧縮強度発現を簡易に制御することができる。

本実施形態によるコンクリートの強度発現制御方法の各ステップを説明するためのフローチャートである。図１のコンクリートの強度発現制御方法を実行可能なコンクリートの強度発現制御システムを示す概略図である。本実施形態における積算温度と圧縮強度との関係例を示すグラフ（ａ）および時間と積算温度との関係例を示すグラフ（ｂ）である。本実施形態における硬化促進剤の添加量と促進時間との関係例を示すグラフ（ａ）および遅延剤の添加量と遅延時間との関係例を示すグラフ（ｂ）である。圧縮強度とプロクター貫入抵抗値との関係例を示すグラフである。図１のステップＳ０３，Ｓ０４における混和剤の添加の選定と混和剤の添加量の算定の各ステップを説明するためのフローチャートである。 20℃環境での実験結果を示すグラフ（ａ）～（ｄ）である。 30℃環境での実験結果を示すグラフ（ａ）～（ｄ）である。 10℃環境での実験結果を示すグラフ（ａ）～（ｄ）である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態によるコンクリートの強度発現制御方法の各ステップを説明するためのフローチャートである。図２は、図１のコンクリートの強度発現制御方法を実行可能なコンクリートの強度発現制御システムを示す概略図である。図３は、積算温度と圧縮強度との関係例を示すグラフ（ａ）および時間と積算温度との関係例を示すグラフ（ｂ）である。図４は、硬化促進剤の添加量と促進時間との関係例を示すグラフ（ａ）および遅延剤の添加量と遅延時間との関係例を示すグラフ（ｂ）である。

図２のように、本実施形態によるコンクリートの強度発現制御システム１０は、インターネット接続が可能なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１と、水の貯留部２１と、硬化促進剤の貯留部２２と、遅延剤の貯留部２３と、各貯留部２１～２３から制御バルブ２１ａ，２２ａ，２３ａを通して供給される水・硬化促進剤・遅延剤を自動的に計量する計量器２５と、を備え、計量された水・硬化促進剤・遅延剤が生コン車（アジテータ車）のホッパー３０に投入されるように構成されている。なお、計量器２５は流量計から構成されてもよい。

ＰＣ１１は、インターネットを介して気象予報アプリ等からコンクリートを打設する地域の気温予報値情報を含む気温データを取得する気温データ取得部１２と、図３（ａ）の積算温度と圧縮強度との関係、図３（ｂ）の気温毎の時間と積算温度との関係、図４（ａ）の硬化促進剤の添加量と促進時間との関係、および、図４（ｂ）の遅延剤の添加量と遅延時間との関係を記憶するハードディスクやＳＳＤ等からなる記憶部１３と、取得した気温予報値や目標強度や目標時間等に基づいて記憶部１３に記憶された図３（ａ）（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）の各関係から積算温度や積算温度に達する時間や硬化促進剤・遅延剤の添加量を演算する演算部１４と、演算結果に基づいて水、硬化促進剤または遅延剤を供給するように制御バルブ２１ａ～２３ａを制御するCPU（中央演算装置）からなる制御部１５と、を有する。また、制御バルブ２１ａ～２３ａによって供給された水、硬化促進剤または遅延剤が演算された添加量となっているか計量器２５において順次確認される。なお、図３（ａ）（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）の各関係は予め実験等により求めておくことが好ましく、たとえば、実験結果から得た近似式として記憶部１３に記憶させておく。また、気温データ取得部１２が取得する気温予報値情報は各日の平均気温でもよいが、１時間ごとの気温情報がより望ましい。

図１～図４を参照して、本実施形態によるコンクリートの強度発現制御方法の各ステップＳ０１～Ｓ０７を説明する。まず、図１のように、生コン車がコンクリート打設場所に到着した時に図２のＰＣ１１の気温データ取得部１２がインターネットを介して気温予報値情報を取得する（Ｓ０１）。

次に、打設されるコンクリートについて目標時間までの積算温度をたとえば１時間毎の気温予報値から求める一方、目標強度になる時間すなわち目標強度に達する時間を目標積算温度から算定する（Ｓ０２）。たとえば、図３（ａ）の積算温度と圧縮強度との関係から、目標強度ＳＴに達する目標積算温度Ｍａを求め、図３（ｂ）の積算温度と時間との関係から目標積算温度Ｍａに達する時間（たとえば、ＴＡ，ＴＢまたはＴＣ）を算定する。図３（ｂ）に示す積算温度と時間との関係は、コンクリート打設の環境の気温によって相違し、積算温度と時間との関係ａは、たとえば、コンクリート打設の環境の気温が高い場合（たとえば、30℃）、同じく関係ｂは、環境の気温が中程度の場合（たとえば、20℃）、同じく関係ｃは、環境の気温が低い場合（たとえば、10℃）を示す。ステップＳ０１で求めた気温予報値から環境の気温がたとえば、20℃である場合、関係ｂから目標積算温度Ｍａに達する時間はＴＢとなり、この時間ＴＢが目標強度ＳＴ（たとえば、0.1N/mm^２）に達する時間である。なお、環境の気温が10，20，30℃の中間温度の場合は、関係ａ～ｃの内挿による補間により、その環境の気温において目標積算温度Ｍａに達する時間を算定する。

次に、ステップＳ０２で算定された時間ＴＢと目標時間ＴＤとの時間差から混和剤（硬化促進剤と遅延剤）の添加を選定する（Ｓ０３）。すなわち、図３（ｂ）の例では、目標積算温度Ｍａに達する時間ＴＢと、目標時間ＴＤを比較すると、ＴＢ＞ＴＤであり、目標時間ＴＤで目標積算温度Ｍａに達しないので、打設コンクリートの硬化を促進する必要があり、硬化促進剤の添加を選定する。逆に、ＴＢ＜ＴＤの場合は、目標時間ＴＤで目標積算温度Ｍａを超えてしまうので、硬化を遅延させる必要があり、遅延剤の添加を選定する。

次に、その時間差および気温からその混和剤の添加量を算定する（Ｓ０４）。硬化促進のために混和剤として硬化促進剤を用いる場合、図４（ａ）の硬化促進剤の添加量と促進時間との関係から添加量を算定し、また、遅延のために混和剤として遅延剤を用いる場合、図４（ｂ）の遅延剤の添加量と遅延時間との関係から添加量を算定する。なお、ステップＳ０２，Ｓ０４における演算は図２の演算部１４で行われる。

次に、図２の制御部１５により制御された制御バルブ２１ａ，２２ａ，２３ａを通して供給された水、硬化促進剤または遅延剤を計量器２５によって自動的に計量する（Ｓ０５）。

次に、計量された水、硬化促進剤または遅延剤を生コン車のホッパー３０に投入し、ホッパー３０内で生コンとともに攪拌し、このフレッシュコンクリートを型枠内に打設する（Ｓ０６）。なお、ステップＳ０３における混和剤（硬化促進剤と遅延剤）の添加の選定には、混和剤を添加しないことも含み、添加しない場合は、ステップＳ０４，Ｓ０５を省略し、生コン車でコンクリートを攪拌し打設する。また、たとえば、生コン車にバッチングプラントでセメント、骨材、水を投入し混合した後に、水、硬化促進剤または遅延剤の計量・投入を行うようにしてもよく、その際には目標の単位水量から後添加分の水量を抜いた量を投入し、後添加の際に抜いた分の水と混和剤を投入する。また、バッチングプラントやコンクリート打設場所での硬化促進剤または遅延剤の投入時に短縮もしくは遅延させる時間が長く、添加する混和剤量が多い場合には水と混合しないことや粉体の混和剤（遅延剤や硬化促進剤）を用いるときには、最初に投入された水量を変更しない。以上のように水の投入が全く省略されることがあり、これらの場合は、ステップＳ０５における水の計量およびステップＳ０６における水の投入が省略される。

次に、打設したコンクリートから得た供試体についてプロクター貫入抵抗試験を行い、その貫入抵抗値から圧縮強度を判定し確認する（Ｓ０７）。なお、圧縮強度とプロクター貫入抵抗値との間には、次の式（１）が成立し、予め実験で係数を決定し、式（１）を図２の記憶部１３に記憶し、演算部１４で演算することで、プロクター貫入抵抗値から圧縮強度を得て、この圧縮強度が目標圧縮強度に達しているか制御部１５で判定することができる。圧縮強度とプロクター貫入抵抗値との関係例を図５に示す。
圧縮強度＝プロクター貫入抵抗値×係数（１）
なお、プロクター貫入抵抗試験は、１つの供試体で時間毎（例えば30分単位や1時間単位）に複数回可能で、離れた場所での試験が可能であるため、供試体数が少なくなる。これに対し、１軸圧縮試験は、１つの供試体で１回の試験となって、手間がかかる。

以上のように、図１のコンクリートの強度発現制御方法によれば、目標強度に達する目標積算温度を求め、この目標積算温度に達する時間を算定し、この算定された時間と目標時間との時間差から混和剤（硬化促進剤と遅延剤）の添加を選定し、その時間差や気温に基づいて混和剤の添加量を算定し、その添加量だけ硬化促進剤または遅延剤を添加することで、打設されたコンクリートが目標強度に到達する時間を簡易に制御することができる。このため、たとえば、スリップフォーム工法でコンクリートを製造する場合、打設されたコンクリートが目標時間における脱型時に自重を保持可能程度の圧縮強度（たとえば、0.1N/mm²）を有するように制御できる。また、コンクリートの若材齢圧縮強度の発現時間をほぼ一定に制御できるので、型枠の定速移動が必要なスリップフォーム工法に適する。

また、打設したコンクリートから得た供試体について簡易なプロクター貫入抵抗試験を行い、その貫入抵抗値から圧縮強度を確認できるので、手間のかかる１軸圧縮試験が不要で、コンクリート打設の現地で簡易に判定・確認が可能である。

また、図２のコンクリートの強度発現制御システムによれば、目標強度に達する目標積算温度を求め、この目標積算温度に達する時間を算定し、この算定された時間と目標時間との時間差から混和剤（硬化促進剤と遅延剤）の添加を選定し、その時間差や気温等に基づいて混和剤の添加量を算定するという図１の各ステップＳ０１～Ｓ０４の演算を自動的に行い、この混和剤を自動的に計量し生コン車に投入することができるので、打設されたコンクリートが目標強度に到達する時間の自動制御が可能となる。

次に、図１のステップＳ０３，Ｓ０４における混和剤（硬化促進剤と遅延剤）の添加の選定、および、混和剤の添加量の算定の具体例について図６を参照して説明する。図６は、図１のステップＳ０３，Ｓ０４における混和剤の添加の選定と混和剤の添加量の算定の各ステップを説明するためのフローチャートである。

まず、気温予報値から目標時間ＴＤに対応する積算温度Ｍｂ（℃）を算定する（Ｓ１１）。たとえば、図３（ｂ）において気温予報値が20℃の場合の目標時間ＴＤと積算温度Ｍｂを示す。

次に、図３（ａ）において目標強度ＳＴ（たとえば、0.1N/mm²）となる目標積算温度Ｍａ（℃）を得てから、積算温度ＭａとＭｂの差Ｍｄ（℃）を算定する（Ｓ１２）。
Ｍｄ＝Ｍａ－Ｍｂ

次に、設定された目標時間内における気温予報値の平均温度をＴｍ（℃）とし、Ｍｄ／Ｔｍの絶対値が１以上であるか否かを判断し（Ｓ１３）、１未満の場合（No）は、混和剤が不要で混和剤の添加無しとし（Ｓ１４）、また、１以上の場合（Yes）、Ｍｄ／Ｔｍ≧１であると、遅延剤の添加を選定し、Ｍｄ／Ｔｍ≦－１であると、硬化促進剤の添加を選定する（Ｓ１５）。

次に、平均温度Ｔｍの前後で実験した温度Ｔ１，Ｔ２における混和剤（遅延剤または硬化促進剤）の添加率ｍ１，ｍ２を算出する（Ｓ１６）。

次に、平均温度Ｔｍにおける混和剤の添加率ｍを次式（２）から算定する（Ｓ１７）。
添加率ｍ＝(T2-Tm)／(T2-T1)×m1 ＋ (Tm-T1)／(T2-T1)×m2 （２）

たとえば、平均温度Ｔｍが14℃の場合、気温10℃、20℃、30℃での添加率（単位セメント量×％）を実験の値から算出し、補間する。すなわち、10℃(T1)の添加量m1、20℃(T2)の添加量m2を算出し、上記式（２）において、Tm＝14℃とし、添加率ｍ（単位セメント量×ｍ％）を算定する。なお、各段階の温度Ｔ１，Ｔ２は最高気温や最低気温によって設定することが好ましい。

〈実験例〉
次に、本発明による実験例について説明する。本実験例は、打設したコンクリートについて、10℃、20℃、30℃環境下で目標強度として圧縮強度0.1N/mm²となる時間を確認し、また、遅延剤および硬化促進剤の添加の効果を確認するものである。コンクリートの配合は、以下の表１の通りである。試験項目は表２の通りである。なお、10℃、20℃、30℃環境とは、コンクリート打設の施工現場における気温に相当する。

用いた添加剤は、次の通りである。
・遅延剤（変性リグニンスルホン酸化合物とオキシカルボン酸化合物の複合体）製品名：マスターポゾリス No.89（ポゾリスソリューションズ株式会社から販売）
・硬化促進剤（カルシウムシリケート水和物（C-S-H）のナノ粒子を主成分）製品名：マスターエックスシード 120 JP（ポゾリスソリューションズ株式会社から販売)

試験ケースは、次の通りである。なお、遅延剤、硬化促進剤の添加率は、各添加剤のメーカ添加上限値を上限とし、遅延剤では0.2%ピッチで、硬化促進剤では2、3%ピッチで設定した。
(1)20℃環境
・添加剤なし
・遅延剤1：単位セメント量×0.3%
・遅延剤2：単位セメント量×0.5%
・硬化促進剤1：単位セメント量×1.0%
・硬化促進剤2：単位セメント量×4.0%
(2)30℃環境
・添加剤なし
・遅延剤1：単位セメント量×0.3%
・遅延剤2：単位セメント量×0.5%
・硬化促進剤1：単位セメント量×2.0%
・硬化促進剤2：単位セメント量×4.0%
(3)10℃環境
・添加剤なし
・遅延剤1：単位セメント量×0.3%
・遅延剤2：単位セメント量×0.5%
・硬化促進剤1：単位セメント量×4.0%
・硬化促進剤2：単位セメント量×6.0%

図７（ａ）～（ｄ）に20℃環境での実験結果を示す。図７（ａ）（ｂ）は、遅延剤を添加した場合を示す。図７（ａ）のように、目標強度0.1N/mm²となる経過時間は、遅延剤の添加無し、遅延剤0.3%添加、遅延剤0.5%添加の順に長くなる。図７（ｂ）のように、遅延剤の添加率が増えるに従い、目標強度0.1N/mm²に到達する時間が長くなり遅延し、遅延時間Taと添加率αとの関係は、図示のような近似式で近似できる。図７（ｃ）（ｄ）は、硬化促進剤を添加した場合を示す。図７（ｃ）のように、目標強度0.1N/mm²となる経過時間は、硬化促進剤の添加無し、硬化促進剤1.0%添加、硬化促進剤4.0%添加の順に短くなる。図７（ｄ）のように、硬化促進剤の添加率が増えるに従い、目標強度0.1N/mm²に到達する時間が短くなり、到達促進時間が大きくなる。

図８（ａ）～（ｄ）に30℃環境での実験結果を示す。図８（ａ）（ｂ）は、遅延剤を添加した場合を示す。図８（ａ）のように、目標強度0.1N/mm²となる経過時間は、遅延剤の添加無し、遅延剤0.3%添加、遅延剤0.5%添加の順に長くなる。図８（ｂ）のように、遅延剤の添加率が増えるに従い、目標強度0.1N/mm²に到達する時間が長くなり遅延する。図８（ｃ）（ｄ）は、硬化促進剤を添加した場合を示す。図８（ｃ）のように、目標強度0.1N/mm²となる経過時間は、硬化促進剤の添加無し、硬化促進剤2.0%添加、硬化促進剤4.0%添加の順に短くなる。図８（ｄ）のように、硬化促進剤の添加率が増えるに従い、目標強度0.1N/mm²に到達する時間が短くなり、到達促進時間が大きくなる。

図９（ａ）～（ｄ）に10℃環境での実験結果を示す。図９（ａ）（ｂ）は、遅延剤を添加した場合を示す。図９（ａ）のように、目標強度0.1N/mm²となる経過時間は、遅延剤の添加無し、遅延剤0.3%添加、遅延剤0.5%添加の順に長くなる。図９（ｂ）のように、遅延剤の添加率が増えるに従い、目標強度0.1N/mm²に到達する時間が長くなり遅延する。図９（ｃ）（ｄ）は、硬化促進剤を添加した場合を示す。図９（ｃ）のように、目標強度0.1N/mm²となる経過時間は、硬化促進剤の添加無し、硬化促進剤4.0%添加、硬化促進剤6.0%添加の順に短くなる。図９（ｄ）のように、硬化促進剤の添加率が増えるに従い、目標強度0.1N/mm²に到達する時間が短くなり、到達促進時間が大きくなる。

各環境温度20,30,10℃における図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）の遅延時間Taと添加率αとの関係は、それぞれ図示のような近似式で近似できるので、各近似式を図２の記憶部１３に記憶させることで、必要な遅延時間を得ることができる遅延剤の添加率を算定することができる。また、同様に図７（ｄ）、図８（ｄ）、図９（ｄ）の促進時間Tbと添加率βとの関係は、それぞれ図示のような近似式で近似できるので、各近似式を図２の記憶部１３に記憶させることで、必要な促進時間を得ることができる硬化促進剤の添加率を算定することができる。

また、強度発現時間と硬化促進剤の添加率との関係について、30℃環境下での無添加の強度発現が3時間半であり、硬化促進剤の添加により最大でも2時間半程度しか短くできず、促進時間は硬化促進剤2％で1.2時間程度、4%で2時間であるので、硬化促進剤の添加率4%がほぼ最大と考えられる。一方、10℃環境下での無添加の強度発現が10時間半であり、硬化促進剤による短縮可能な時間が大きく、添加率6%で促進時間が4時間であり、添加率を大きくすることで大きな硬化促進効果を得ることができる。

なお、本発明者等の検討によれば、硬化促進剤を多量に添加しても圧縮強度0.1N/mm²の到達時間が１時間以下になることはないと考えられる。このため、最短の到達時間は１時間以上となる範囲を適用する。

以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。たとえば、本発明は、スリップフォーム工法において打設されたコンクリートの脱型時間や若材齢圧縮強度発現の制御に適用して好ましいが、これに限定されず、たとえば、コンクリートの打設からせき板や型枠や支保工等の取り外しまでの時間や部材の取り付け時間などの制御に適用してもよい。

また、図１では、混和剤、水の投入・攪拌（Ｓ０６）を生コン車がコンクリート打設現地に到着してから行うようにしたが、これに限定されず、たとえば、コンクリートの強度発現制御システムをバッチングプラントに設置するようにし生コン車がバッチングプラントを出る際に混和剤の投入を行うようにしてもよい。なお、その時にはプロクター貫入抵抗試験による貫入抵抗値から圧縮強度の確認は別途現地で行うこととなる。

本発明によれば、打設されたコンクリートの圧縮強度発現を簡易に制御可能であるので、コンクリートの効率的な製造が可能である。

１０強度発現制御システム
１１パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
１２気温データ取得部
１３記憶部
１４演算部
１５制御部
２１水貯留部
２２硬化促進剤貯留部
２３遅延剤貯留部
２１ａ，２２ａ，２３ａ制御バルブ
２５計量器
３０生コン車のホッパー

Claims

打設するコンクリートの圧縮強度の発現を制御する方法であって、
打設されるコンクリートの圧縮強度と積算温度との第１の関係を予め求め、
前記積算温度と時間との複数の第２の関係を複数の異なる気温毎に予め求め、
前記打設されるコンクリートについて硬化促進剤の添加量と促進時間との複数の第３の関係および硬化遅延剤の添加量と遅延時間との複数の第４の関係をそれぞれ複数の異なる気温毎に予め求め、
前記打設されるコンクリートについて目標時間ＴＤおよび目標強度ＳＴを設定するステップと、
コンクリート打設の環境の気温予報値を取得するステップと、
前記第１の関係に基づいて前記打設されるコンクリートについて前記目標強度ＳＴに達する目標積算温度Ｍａを求めるステップと、
前記気温予報値から求めたコンクリート打設の環境の気温に基づいて前記複数の第２の関係から選択された前記第２の関係に基づいて前記打設されるコンクリートについて前記目標強度ＳＴに達する時間Ｔを前記目標積算温度Ｍａから算定するステップと、
前記算定された前記目標強度ＳＴに達する時間Ｔと前記目標時間ＴＤとを比較し、Ｔ＞ＴＤのとき前記硬化促進剤の添加を選定し、Ｔ＜ＴＤのとき前記硬化遅延剤の添加を選定するステップと、
前記目標強度ＳＴに達する時間Ｔと前記目標時間ＴＤとの時間差に対応する促進時間または遅延時間に対し、前記環境の気温に基づいて前記複数の第３の関係または前記複数の第４の関係から選択された前記第３の関係または前記第４の関係に基づいて前記硬化促進剤または前記硬化遅延剤の添加量を算定するステップと、
前記算定された添加量の前記硬化促進剤または前記硬化遅延剤を計量して前記打設されるコンクリートと混合するステップと、を含む、コンクリートの強度発現制御方法。
打設された前記コンクリートから得た供試体についてプロクター貫入試験を所定時間毎に行い、
前記打設されたコンクリートの圧縮強度を前記プロクター貫入試験の貫入抵抗値から算定し、前記算定された圧縮強度が前記目標強度ＳＴに達していることを判定する請求項１に記載のコンクリートの強度発現制御方法。
前記硬化促進剤または前記硬化遅延剤の添加の選定およびその添加量によって前記打設されるコンクリートの若材齢圧縮強度の発現を制御する請求項１または２に記載のコンクリートの強度発現制御方法。
前記環境の温度が前記複数の異なる気温の中間温度の場合、
前記複数の第２の関係の内挿による補間により、その中間温度において前記目標強度ＳＴに達する時間Ｔを算定し、
前記複数の第３の関係または前記複数の第４の関係の内挿による補間により、その中間温度において前記硬化促進剤または前記硬化遅延剤の添加量を算定する請求項１乃至３のいずれかに記載のコンクリートの強度発現制御方法。
前記目標時間ＴＤまでの積算温度Ｍｂを前記気温予報値から求め、
前記目標積算温度Ｍａと前記積算温度Ｍｂとの差（Ｍａ－Ｍｂ）をＭｄ（℃）、前記目標時間ＴＤ内における前記気温予報値の平均温度をＴｍ（℃）としたときのＭｄ／Ｔｍの絶対値が１未満の場合、前記硬化促進剤の添加も前記硬化遅延剤の添加も選定せず、Ｍｄ／Ｔｍが１以上の場合、前記硬化遅延剤の添加を選定し、Ｍｄ／Ｔｍが－１以下の場合、前記硬化促進剤の添加を選定する請求項１乃至４のいずれかに記載のコンクリートの強度発現制御方法。
請求項１乃至５のいずれかに記載のコンクリートの強度発現制御方法を用いてコンクリートを製造するコンクリートの製造方法。